JPH04274332A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH04274332A
JPH04274332A JP5963091A JP5963091A JPH04274332A JP H04274332 A JPH04274332 A JP H04274332A JP 5963091 A JP5963091 A JP 5963091A JP 5963091 A JP5963091 A JP 5963091A JP H04274332 A JPH04274332 A JP H04274332A
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JP
Japan
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forming
gate electrode
spacer layer
etching
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5963091A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sakamoto
晋一 坂本
Takuji Sonoda
琢二 園田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a parasitic capacity between a T-type gate electrode and an activation layer to be reduced by performing side etching of a first spacer layer wider than a gate electrode upper width, forming a T-type gate within a gate recess, and then performing dry etching of the spacer layer. CONSTITUTION:A two-layer spacer where a second spacer layer 7 has a lower etching rate than a first spacer layer 6 is used, a gate recess 11 is formed, and then the first spacer layer 6 is subjected to dry etching so that an opening W4 which is wider than a gate electrode upper width W3 can be achieved. A gate electrode metal 5' is deposited and lifted off, a T-type electrode 5 is formed within the gate recess 11, and further the exposed first and second spacer layers 6 and 7 are eliminated by dry etching, thus enabling a spacing which is equal to a film thickness of the first spacer layer 6 to be secured between the T-type gate electrode 5 and an activation layer 2 after completion of FET.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特に、半絶縁性のガリウム砒素(GaAs)半
導体基板上に形成された、電界効果トランジスタ(Fi
eld Effect Transistor ; F
ET),高電子移動度トランジスタ(High Ele
ctron Mobility Transistor
 ; HEMT)等のゲート電極を自己整合的に形成す
る方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, a field effect transistor (Field effect transistor) formed on a semi-insulating gallium arsenide (GaAs) semiconductor substrate.
eld Effect Transistor; F
ET), high electron mobility transistor (High ELE)
ctron Mobility Transistor
The present invention relates to a method of forming a gate electrode of a device such as HEMT in a self-aligned manner.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、高周波電界効果トランジスタの
高性能化の為にはゲート長(Lg)の短縮と、ゲート抵
抗(Rg)の低減が求められている。この為、ゲート電
極の下部側の幅を細く上部側の幅を広くした、いわゆる
T形ゲート構造が採用されている。また、高耐圧の要求
からゲートリセス構造も同時に採用した構造が求められ
ており、その製造を極めて困難にしている。
2. Description of the Related Art Generally, in order to improve the performance of high frequency field effect transistors, it is required to shorten the gate length (Lg) and reduce the gate resistance (Rg). For this reason, a so-called T-shaped gate structure is adopted in which the width of the gate electrode is narrower on the lower side and wider on the upper side. Furthermore, due to the requirement for high breakdown voltage, a structure that also employs a gate recess structure is required, making its manufacture extremely difficult.

【0003】以下、従来方法による、ゲートリセス内に
T形ゲートを形成する方法について説明する。図7(a
) 〜(f) は従来例による、ゲートリセス内にSi
ON,SiN等からなるスペーサ層を用いてT形ゲート
電極を形成する方法を示す各主要工程の断面図である。 図において1は半絶縁性GaAs半導体等からなる基板
で、この一主面上に活性層2が形成され、その中央部に
はゲートリセスと呼ばれる溝11が形成されており、該
溝11内にはT型のゲート電極5が設けられている。そ
してゲート電極5の両側の活性層2上にはソース電極3
,ドレイン電極4が設けられている。また、6,6’,
10,10’はSiN又はSiOからなるスペーサ層で
あり、8,9はレジストである。
A conventional method for forming a T-shaped gate within a gate recess will be described below. Figure 7 (a
) to (f) are Si in the gate recess according to the conventional example.
FIG. 4 is a cross-sectional view of each main process showing a method of forming a T-shaped gate electrode using a spacer layer made of ON, SiN, or the like. In the figure, reference numeral 1 denotes a substrate made of semi-insulating GaAs semiconductor or the like, on which an active layer 2 is formed, and a groove 11 called a gate recess is formed in the center of the substrate. A T-shaped gate electrode 5 is provided. Source electrodes 3 are placed on the active layer 2 on both sides of the gate electrode 5.
, a drain electrode 4 are provided. Also, 6,6',
10 and 10' are spacer layers made of SiN or SiO, and 8 and 9 are resists.

【0004】次に、従来方法による製造工程の説明を行
う。まず、半絶縁性GaAs半導体基板からなる基板1
の主面上に、イオン注入法あるいはエピタキシャル成長
法等によりn型の活性層2を形成し、この上にソース電
極3及びドレイン電極4を形成する。その後、ウエハ全
面にSiN又はSiON等からなるスペーサ層6を形成
し、ゲートリセス形成用のレジストパターン8を設け、
これをマスクに前記スペーサ層6をエッチング除去する
(図7(a) )。
[0004] Next, the manufacturing process according to the conventional method will be explained. First, a substrate 1 made of a semi-insulating GaAs semiconductor substrate
An n-type active layer 2 is formed on the main surface by ion implantation or epitaxial growth, and a source electrode 3 and a drain electrode 4 are formed on this. After that, a spacer layer 6 made of SiN or SiON is formed on the entire surface of the wafer, and a resist pattern 8 for forming a gate recess is provided.
Using this as a mask, the spacer layer 6 is etched away (FIG. 7(a)).

【0005】次に、前記開孔されたスペーサ層6をマス
クに活性層2をエッチングし、該活性層2にゲートリセ
ス11を形成する(図7(b) )。
Next, the active layer 2 is etched using the opened spacer layer 6 as a mask to form a gate recess 11 in the active layer 2 (FIG. 7(b)).

【0006】その後、レジストパターン8を除去した後
、ゲートリセス11が埋まる様にSiN又はSiON等
のスペーサ層10を形成する(図7(c) )。
Thereafter, after removing the resist pattern 8, a spacer layer 10 of SiN or SiON is formed so as to fill the gate recess 11 (FIG. 7(c)).

【0007】そしてドライエッチング法よりスペーサ層
10をその厚み分だけ除去すると、スペーサ層10の残
り10’がソース電極3,ドレイン電極4の段差部とゲ
ートリセス11の両隅に残る(図7(d) )。
When the spacer layer 10 is removed by its thickness by dry etching, the remaining portions 10' of the spacer layer 10 remain at the stepped portions of the source electrode 3 and drain electrode 4 and at both corners of the gate recess 11 (FIG. 7(d)). ) ).

【0008】その後、ゲート電極形成用のレジストパタ
ーン9を形成し、蒸着により全面にゲート電極用金属5
’を形成する(図7(e) )。
Thereafter, a resist pattern 9 for forming a gate electrode is formed, and a gate electrode metal 5 is deposited over the entire surface by vapor deposition.
' (Figure 7(e)).

【0009】そしてリフトオフ法により不要のゲート電
極用金属5’及びレジスト9を除去し、さらにドライエ
ッチングを行い表面に露出している不要なスペーサ層6
,10’を除去し、T形ゲート電極5を得、FET構造
を完成する(図7(f) )。
Then, unnecessary gate electrode metal 5' and resist 9 are removed by lift-off method, and dry etching is performed to remove unnecessary spacer layer 6 exposed on the surface.
, 10' are removed to obtain the T-shaped gate electrode 5, completing the FET structure (FIG. 7(f)).

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
ゲートリセス内にT形ゲートを形成するには上述のよう
な方法で行われていたので、T形ゲート5の形成後もス
ペーサ層6,10の残りのスペーサ層6’,10’がゲ
ートリセス11内に残り、ゲート電極5と活性層2間を
埋め、ゲート電極5と活性層2の間のSiN又はSiO
N等の誘電体膜6’,10’による寄生容量が増加し、
FET等の高周波特性を損ね、これによりゲート長短縮
の効果が低減するという問題点があった。
[Problem to be solved by the invention] However, conventionally,
Since the T-shaped gate was formed in the gate recess by the method described above, the remaining spacer layers 6' and 10' of the spacer layers 6 and 10 remained in the gate recess 11 even after the T-shaped gate 5 was formed. SiN or SiO remains between the gate electrode 5 and the active layer 2 and fills the space between the gate electrode 5 and the active layer 2.
The parasitic capacitance due to the dielectric films 6' and 10' of N etc. increases,
There is a problem in that the high frequency characteristics of the FET etc. are impaired, thereby reducing the effect of reducing the gate length.

【0011】さらに、ゲート電極形成用レジストパター
ン9の位置合わせが前記ゲートリセス11とずれた場合
には、ゲートリセス11の上部でゲート電極5とGaA
s活性層2の間のSiN又はSiON等の誘電体膜6’
,10’による寄生容量がさらに増加するという問題点
があった。
Furthermore, if the alignment of the resist pattern 9 for forming a gate electrode is misaligned with the gate recess 11, the gate electrode 5 and the GaA
s Dielectric film 6' such as SiN or SiON between the active layers 2
, 10' further increases the parasitic capacitance.

【0012】この発明は上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、ゲートリセス内にT形ゲート電極を有す
るものにおいて、T型ゲート電極と活性層間の寄生容量
を低減でき、ゲート長の短縮とゲート抵抗の低減を有効
に図ることができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the parasitic capacitance between the T-shaped gate electrode and the active layer in a device having a T-shaped gate electrode in the gate recess, and shorten the gate length. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can effectively reduce gate resistance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる半導体
装置の製造方法は、活性層が形成された下地基板上にソ
ース電極,ドレイン電極を形成する工程、ウエハ全面に
第1のスペーサ層を形成するとともにこの上に第1のス
ペーサ層によりエッチングレートの小さい第2のスペー
サ層を形成する工程、第1,第2のスペーサ層開孔用の
第1のレジストパターンを形成する工程、第1のレジス
トパターンをマスクに第1,第2のスペーサ層を同じエ
ッチング速度でエッチングする工程、第1のレジストパ
ターン除去後、第1のレジストパターンより広い開孔幅
を有するゲート電極形成用の第2レジストパターンを形
成する工程、開孔された第1,第2のスペーサ層をマス
クとして活性層エッチングを行いゲートリセスを形成す
る工程、第1のスペーサ層をエッチングして開孔幅を前
記第2レジストパターンの開孔幅より広げる工程、全面
にゲート電極形成用金属を蒸着し不要のゲート電極形成
用金属をリフトオフにより除去する工程、エッチングに
よりゲート電極周囲の前記第1,第2のスペーサ層を除
去してゲート電極を完成させる工程を有することを特徴
とするものである。
[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a source electrode and a drain electrode on a base substrate on which an active layer is formed, and a step of forming a first spacer layer on the entire surface of the wafer. At the same time, a step of forming a second spacer layer with a small etching rate using the first spacer layer thereon, a step of forming a first resist pattern for opening the first and second spacer layers, and a step of forming a first resist pattern for forming holes in the first and second spacer layers. A step of etching the first and second spacer layers at the same etching speed using the resist pattern as a mask, and after removing the first resist pattern, a second resist for forming a gate electrode having an opening width wider than that of the first resist pattern. forming a pattern; etching the active layer using the opened first and second spacer layers as masks to form a gate recess; etching the first spacer layer to adjust the opening width to the second resist pattern; a process of widening the opening beyond the width of the opening, a process of vapor depositing a metal for forming a gate electrode on the entire surface and removing unnecessary metal for forming a gate electrode by lift-off, and a process of removing the first and second spacer layers around the gate electrode by etching. The method is characterized in that it has a step of completing the gate electrode.

【0014】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
活性層が形成された下地基板上にソース電極,ドレイン
電極を形成する工程、ウエハ全面に第1のスペーサ層を
形成するとともにこの上に第1のスペーサ層によりエッ
チングレートの小さい第2のスペーサ層を形成する工程
、第1,第2のスペーサ層開孔用の第1のレジストパタ
ーンを形成する工程、第1のレジストパターンをマスク
に前記第1,第2のスペーサ層を同じエッチング速度で
エッチングする工程、第1のレジストパターン除去後、
第1のレジストパターンより広い開孔幅を有するゲート
電極形成用の第2レジストパターンを形成する工程、開
孔された第1,第2のスペーサ層をマスクとして活性層
エッチングを一部行う工程、第1のスペーサ層の開孔幅
をエッチングにより広げる工程、第1のスペーサ層の開
孔パターンをマスクにして活性層をエッチングしてゲー
トリセスを形成する工程、第1のスペーサ層をエッチン
グし、その開孔幅を第2のレジストパターンの開孔幅よ
り広げる工程、全面にゲート電極形成用金属を蒸着し、
不要のゲート電極形成用金属をリフトオフにより除去す
る工程、エッチングによりゲート電極周囲の第1,第2
のスペーサ層を除去してゲート電極を完成させる工程を
有することを特徴とするものである。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
A step of forming a source electrode and a drain electrode on the base substrate on which the active layer is formed, a first spacer layer is formed on the entire surface of the wafer, and a second spacer layer with a small etching rate is formed on top of this by the first spacer layer. forming a first resist pattern for opening the first and second spacer layers; etching the first and second spacer layers at the same etching rate using the first resist pattern as a mask; After removing the first resist pattern,
a step of forming a second resist pattern for forming a gate electrode having an opening width wider than the first resist pattern; a step of partially etching the active layer using the opened first and second spacer layers as a mask; a step of widening the opening width of the first spacer layer by etching; a step of etching the active layer using the opening pattern of the first spacer layer as a mask to form a gate recess; etching the first spacer layer; A process of widening the opening width from that of the second resist pattern, depositing a metal for forming a gate electrode on the entire surface,
The process of removing unnecessary gate electrode forming metal by lift-off, and the process of removing the first and second metals around the gate electrode by etching.
The method is characterized in that it has a step of removing the spacer layer to complete the gate electrode.

【0015】[0015]

【作用】この発明における半導体装置の製造方法によれ
ば、エッチングレートの異なる第1,第2のスペーサ層
からなる2層のスペーサ層を用い、ゲートリセス形成後
、第1のスペーサ層をゲート電極上部幅より広くサイド
エッチングしてゲート電極金属蒸着・リフトオフにより
ゲートリセス内にT形ゲートを形成し、さらにスペーサ
層をドライエッチング除去するようにしたので、リセス
構造でのT形ゲートと活性層間に常に第1のスペーサ層
の厚み分だけの間隔が確保され、T型ゲートと活性層間
の寄生容量の増加を抑制しつつゲート長短縮とゲート抵
抗の低減が図れるものが得られる。
[Operation] According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, two spacer layers consisting of the first and second spacer layers having different etching rates are used, and after forming the gate recess, the first spacer layer is attached to the upper part of the gate electrode. A T-shaped gate is formed in the gate recess by side etching wider than the width, gate electrode metal deposition and lift-off, and the spacer layer is removed by dry etching, so there is always a gap between the T-shaped gate and the active layer in the recessed structure. A space corresponding to the thickness of the first spacer layer is secured, and the gate length and gate resistance can be shortened while suppressing an increase in parasitic capacitance between the T-type gate and the active layer.

【0016】また、この発明における半導体装置の製造
方法によれば、開孔された第1のスペーサ層をマスクと
して活性層エッチングを一部行い、第1のスペーサ層を
エッチングにより広げ開孔パターンをマスクにして活性
層をエッチングしてゲートリセスを形成し、さらに第1
のスペーサ層をエッチングによりゲート電極形成用レジ
ストパターンより広げる工程を付加したので、リセス構
造でのT形ゲートと活性層間につねに第1のスペーサ層
の厚み分だけの間隔が確保され、T型ゲートと活性層間
の寄生容量の増加を抑制してゲート長短縮とゲート抵抗
の低減が図れる上、さらに第1のスペーサ層によりリセ
ス構造を多段に制御でき、ゲート・ソース間抵抗(Rs
)の増加の抑制と高耐圧化が図れる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, part of the active layer is etched using the first spacer layer with holes as a mask, and the first spacer layer is widened by etching to form an opening pattern. The active layer is etched using a mask to form a gate recess, and then the first
Since we added a step to widen the spacer layer from the resist pattern for gate electrode formation by etching, a gap equal to the thickness of the first spacer layer is always secured between the T-shaped gate and the active layer in the recessed structure, and the T-shaped gate In addition to suppressing the increase in parasitic capacitance between the active layer and the active layer, shortening the gate length and reducing gate resistance, the recess structure can be controlled in multiple stages using the first spacer layer, and the gate-source resistance (Rs
) and increase the withstand voltage.

【0017】[0017]

【実施例】図1(a) 〜(d) 及び図2(a) 〜
(c) は本発明の第1の実施例による半導体装置の製
造方法を示す各主要工程の断面図である。
[Example] Figures 1(a) to (d) and 2(a) to
(c) is a sectional view of each main process showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【0018】図において、1は下地基板としての半導体
基板で、高周波用の半導体装置を作るためには例えば半
絶縁性GaAs,半絶縁性InP等からなる半絶縁性I
II −V族化合物半導体基板を用いるのが望ましい。 基板1の一主面上にはエピタキシャル成長法あるいはイ
オン注入法により形成された活性層2と呼ばれる半導体
層が設けられており、該活性層2の中央部には活性層2
の下までは達しないリセスと呼ばれる開孔部11が形成
されている。さらにこの開孔部11にはT型のゲート電
極5が形成されておりこれにより1T型ゲートリセス構
造を形成している。また、T型ゲート電極5の両側に位
置する活性層2上にはソース電極3,ドレイン電極4が
設けられている。6,7はともにSiN又はSiONか
らなる第1,第2のスペーサ層で、第2のスペーサ層7
は第1のスペーサ層6よりもエッチングレートが小さい
SiN又はSiON等からなる形成されている。8は第
1,第2のスペーサ層6,7に開孔部を形成するための
第1のレジストパターンであり、また、9は第1のレジ
ストパターンより広い開孔部を有する第2のレジストパ
ターンである。
In the figure, reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate as a base substrate, and in order to fabricate a high frequency semiconductor device, a semi-insulating I film made of, for example, semi-insulating GaAs, semi-insulating InP, etc. is used.
Preferably, a II-V compound semiconductor substrate is used. A semiconductor layer called an active layer 2 is provided on one main surface of the substrate 1 by an epitaxial growth method or an ion implantation method.
An opening 11 called a recess is formed that does not reach the bottom of the hole. Further, a T-shaped gate electrode 5 is formed in this opening 11, thereby forming a 1T-shaped gate recess structure. Further, a source electrode 3 and a drain electrode 4 are provided on the active layer 2 located on both sides of the T-shaped gate electrode 5. 6 and 7 are first and second spacer layers both made of SiN or SiON, and the second spacer layer 7
is formed of SiN, SiON, or the like, which has a lower etching rate than the first spacer layer 6. 8 is a first resist pattern for forming openings in the first and second spacer layers 6 and 7, and 9 is a second resist pattern having openings wider than the first resist pattern. It's a pattern.

【0019】次に、本実施例よる半導体装置の製造方法
の説明を行う。まず、半絶縁性GaAs基板等の半導体
基板1の一主面上に活性層2を形成する。この活性層2
の形成方法としては、分子線エピタキシー法等のエピタ
キシャル成長法によりn型のGaAs層を結晶成長させ
るか、あるいは、イオン注入法等によりn型の不純物を
基板1内に導入しアニールする方法がある。この活性層
2の厚さは、FET用としては0.4〜0.5μm程度
が好ましい。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment will be explained. First, an active layer 2 is formed on one main surface of a semiconductor substrate 1 such as a semi-insulating GaAs substrate. This active layer 2
As a method for forming the substrate 1, there are two methods: crystal growth of an n-type GaAs layer using an epitaxial growth method such as molecular beam epitaxy, or a method of introducing an n-type impurity into the substrate 1 using an ion implantation method and annealing. The thickness of this active layer 2 is preferably about 0.4 to 0.5 μm for FET.

【0020】活性層2の形成後、該活性層2上に例えば
AuGe/Ni/Au等からなるオーミック性のソース
電極3及びドレイン電極4を形成し、さらにウエハ全面
にSiN又はSiONからなる第1のスペーサ層6及び
第1のスペーサ層6よりもエッチングレートが小さいS
iN又はSiONからなる第2のスペーサ層7を順次形
成する。この第1,第2のスペーサ層6,7の形成には
、シランガス(SiH4 )とアンモニアガス(NH 
)とを用いたCVD法を用いるのが好ましい。エッチン
グレートの異なる第1、第2のスペーサ層6,7は、C
VD法におけるシランガスとアンモニアガスの混合比を
変えることで容易に形成することができる。一例を挙げ
ると、第1のスペーサ層6の形成はシランガスとアンモ
ニアガスの混合比を1対2とし、第2のスペーサ層7の
形成にはシランガスとアンモニアガスの混合比を4対1
とすることで、第1のスペーサ層6としてエッチングレ
ートが3000オングストローム/min のSiN膜
が、第2のスペーサ層7としてエッチングレートが30
0オングストローム/min のSiN膜が形成できる
。この第1のスペーサ層6の膜厚は500オングストロ
ーム、第2のスペーサ層の膜厚は500〜1500オン
グストローム程度に形成しておく(図1(a) )。
After forming the active layer 2, an ohmic source electrode 3 and a drain electrode 4 made of, for example, AuGe/Ni/Au are formed on the active layer 2, and a first electrode made of SiN or SiON is formed on the entire surface of the wafer. The etching rate S is smaller than that of the spacer layer 6 and the first spacer layer 6.
A second spacer layer 7 made of iN or SiON is sequentially formed. The first and second spacer layers 6 and 7 are formed using silane gas (SiH4) and ammonia gas (NH4).
) is preferably used. The first and second spacer layers 6 and 7 having different etching rates are C
It can be easily formed by changing the mixing ratio of silane gas and ammonia gas in the VD method. For example, the first spacer layer 6 is formed at a mixing ratio of silane gas and ammonia gas of 1:2, and the second spacer layer 7 is formed at a mixing ratio of silane gas and ammonia gas of 4:1.
By doing so, the SiN film with an etching rate of 3000 angstroms/min is used as the first spacer layer 6, and the SiN film with an etching rate of 3000 angstroms/min is used as the second spacer layer 7.
A SiN film of 0 angstrom/min can be formed. The thickness of the first spacer layer 6 is about 500 angstroms, and the thickness of the second spacer layer is about 500 to 1500 angstroms (FIG. 1(a)).

【0021】その後、全面にレジストを塗布し、通常の
写真食刻法によりレジストに開孔部を形成し第1のレジ
ストパターン8を得る。この第1のレジストパターンの
開孔部幅aは製造完了後のFETのゲート電極の活性層
2との接合面幅(いわゆるゲート長)対応し、FETの
電気的特性,特に高周波特性のために極めて重要である
Thereafter, a resist is applied to the entire surface, and openings are formed in the resist by ordinary photolithography to obtain a first resist pattern 8. The opening width a of this first resist pattern corresponds to the width of the junction surface (so-called gate length) of the gate electrode of the FET with the active layer 2 after manufacturing is completed, and is important for the electrical characteristics of the FET, especially the high frequency characteristics. extremely important.

【0022】そして、この第1のレジストパターン8を
マスクに、開孔部に露出している前記第1、第2のスペ
ーサ層6,7を同じエッチング速度でエッチングできる
エッチング方法によりエッチング除去し、第1,第2の
スペーサ層6,7にともに開孔幅aの開孔部を形成する
。このエッチングには、ドライエッチング、例えばRI
E法を用いるのが好ましい(図1(b) )。
Then, using this first resist pattern 8 as a mask, the first and second spacer layers 6 and 7 exposed in the openings are etched away using an etching method capable of etching at the same etching rate, Openings having an opening width a are formed in both the first and second spacer layers 6 and 7. This etching includes dry etching, such as RI.
It is preferable to use the E method (Figure 1(b)).

【0023】その後、第1のレジストパターン8を除去
し、ウエハ全面に再びレジストを塗布し、通常の写真食
刻法により該レジストに開孔部を形成しゲート電極形成
用の第2のレジストパターン9を得る。この第2のレジ
ストパターン9の開孔幅W3 は製造完了後のFETの
ゲート電極の上部の幅に対応する(図1(c) )。
Thereafter, the first resist pattern 8 is removed, a resist is applied again to the entire surface of the wafer, and openings are formed in the resist by ordinary photolithography to form a second resist pattern for forming gate electrodes. Get 9. The opening width W3 of this second resist pattern 9 corresponds to the width of the upper part of the gate electrode of the FET after manufacturing is completed (FIG. 1(c)).

【0024】次に、第1のスペーサ層6の開孔パターン
をマスクにエッチングにより活性層内に、基板1までは
達しない深さ約0.35μm,幅W1 のゲートリセス
11を形成する。この活性層のエッチングには、酒石酸
系あるいはリン酸系のエッチャントを用いたウエットエ
ッチングが好ましい。例えば、活性層2の面方位が(1
00)の場合にはこのエッチング法を用いることにより
、図に示すように、その側壁に(0 /1 /1)面が
露出した順メサ状のリセスが形成される。
Next, a gate recess 11 having a depth of about 0.35 μm and a width W1, which does not reach the substrate 1, is formed in the active layer by etching using the opening pattern of the first spacer layer 6 as a mask. For etching this active layer, wet etching using a tartaric acid-based or phosphoric acid-based etchant is preferable. For example, if the plane orientation of the active layer 2 is (1
00), by using this etching method, a forward mesa-shaped recess with the (0/1/1) plane exposed is formed on the sidewall as shown in the figure.

【0025】その後、フッ酸系のエッチャントを用いた
ウエットエッチングにより、第1のスペーサ6のみを選
択的にエッチングし、その開孔幅W4 がゲート電極形
成用レジストパターン9の開孔幅W3 より大きくなる
(W4 >W3 >W1 )ようにサイドエッチングを
行う(図1(d) )。
Thereafter, only the first spacer 6 is selectively etched by wet etching using a hydrofluoric acid-based etchant, so that the opening width W4 thereof is larger than the opening width W3 of the resist pattern 9 for forming the gate electrode. Side etching is performed so that (W4 > W3 > W1) (FIG. 1(d)).

【0026】その後、全面にショットキーバリアゲート
電極を形成するための金属材料、例えば、基板がGaA
sである場合には、例えばTi/Mo/Al等からなる
アルミニウムを含む多層金属材料5’を蒸着する(図2
(a) )。 その後、リフトオフ法により不要のゲート電極金属5’
及び第2のレジストパターン9を除去する(図2(b)
)。
After that, a metal material is used to form a Schottky barrier gate electrode on the entire surface, for example, the substrate is made of GaA.
s, a multilayer metal material 5' containing aluminum, such as Ti/Mo/Al, is deposited (Fig. 2
(a) ). After that, unnecessary gate electrode metal 5' is removed by lift-off method.
and remove the second resist pattern 9 (FIG. 2(b)
).

【0027】その後、ドライエッチング、例えばプラズ
マエッチング法等により、表面に露出している第1、第
2のスペーサ層6,7を除去し、リセス構造のT形ゲー
ト電極5を得、本実施例のFETを完成する(図2(c
) )。この時、T型ゲート電極の活性層2と対面する
部分には第2のスペーサ層の残り7’が残存していても
よい。
Thereafter, the first and second spacer layers 6 and 7 exposed on the surface are removed by dry etching, such as plasma etching, to obtain the T-shaped gate electrode 5 having a recessed structure. Complete the FET (Figure 2(c)
) ). At this time, the remainder 7' of the second spacer layer may remain in the portion of the T-shaped gate electrode facing the active layer 2.

【0028】このような本実施例によれば、第2のスペ
ーサ層7の方が第1のスペーサ層6よりエッチングレー
トの小さい2層のスペーサ層を用い、ゲートリセス11
形成後、第1のスペーサ層6をゲート電極上部幅W3 
より広い開孔部W4 をもつようにサイドエッチングし
、ゲート電極金属5’を蒸着・リフトオフし、ゲートリ
セス11内にT形ゲート電極5を形成し、さらに、露出
している第1,第2のスペーサ層6,7をドライエッチ
ングにより除去するようにしたので、FET完成後、T
型ゲート電極5と活性層2との間に常に、第1のスペー
サ層6の膜厚分の間隔を確保することができ、これによ
り、T型ゲート電極5と活性層2間の寄生容量を防止で
き、ゲート長の短縮,ゲート抵抗の低減,高耐圧化を有
効に図れ、高周波特性に優れたものを得ることができる
According to this embodiment, two spacer layers are used, the second spacer layer 7 having a lower etching rate than the first spacer layer 6, and the gate recess 11
After formation, the first spacer layer 6 has a gate electrode upper width W3.
Side etching is performed to have a wider opening W4, gate electrode metal 5' is deposited and lifted off, a T-shaped gate electrode 5 is formed in the gate recess 11, and the exposed first and second Since the spacer layers 6 and 7 are removed by dry etching, the T
A gap equal to the thickness of the first spacer layer 6 can always be maintained between the T-type gate electrode 5 and the active layer 2, thereby reducing the parasitic capacitance between the T-type gate electrode 5 and the active layer 2. It is possible to effectively shorten the gate length, reduce gate resistance, and increase the withstand voltage, and it is possible to obtain a product with excellent high frequency characteristics.

【0029】また、図3(a) 〜(d) 及び図4(
a) 〜(c) は本発明の第2の実施例による半導体
装置の製造方法を示す各主要工程の断面図である。図に
おいて、上記実施例による図1及び図2と同一符号は同
一部分又は相当部分を示しており、その説明は省略する
[0029] Also, FIGS. 3(a) to (d) and FIG. 4(
a) to (c) are cross-sectional views of each main process showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In the figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 according to the above embodiment indicate the same or corresponding parts, and the explanation thereof will be omitted.

【0030】次に、本第2の実施例による製造工程の説
明を上記実施例で用いた図1(a) 〜(c) と、図
3(a) 〜(d) 及び図4(a) 〜(c) を用
いて行う。
Next, the manufacturing process according to the second embodiment will be explained by referring to FIGS. 1(a) to (c), FIGS. 3(a) to (d), and FIG. 4(a) used in the above embodiment. ~(c) Perform using.

【0031】図1(a) 〜(c) は上記第1の実施
例で説明したのと同様の工程で、半絶縁性GaAs等か
らなる基板1の活性層2上にソース電極3及びドレイン
電極4を形成し、ウエハ全面にSiN又はSiON等か
らなる第1のスペーサ層6及びこの上側に第1のスペー
サ層6のエッチングレートより小さいエッチングレート
を有する第2のスペーサ7を形成し(図1(a) )、
その後、開孔幅aを有する第1のレジストパターンをマ
スクとして第1、第2のスペーサ層6,7を同じエッチ
ング速度でエッチングできるエッチング手段を用いてエ
ッチング除去し(図1(b) )、その後、第1のレジ
ストパターン8を除去した後、ウエハ全面にレジストを
塗布し、第1のレジストパターンの開孔幅aよりも広い
開孔幅W3 を有するゲート電極形成用の第2のレジス
トパターン9を形成する工程(図1(c) )を示して
いる。
1A to 1C, a source electrode 3 and a drain electrode are formed on an active layer 2 of a substrate 1 made of semi-insulating GaAs or the like in the same process as described in the first embodiment. A first spacer layer 6 made of SiN or SiON or the like is formed on the entire surface of the wafer, and a second spacer 7 having an etching rate smaller than the etching rate of the first spacer layer 6 is formed above the first spacer layer 6 (FIG. 1). (a) ),
Thereafter, using the first resist pattern having the opening width a as a mask, the first and second spacer layers 6 and 7 are etched away using an etching means capable of etching at the same etching speed (FIG. 1(b)). Thereafter, after removing the first resist pattern 8, a resist is applied to the entire surface of the wafer, and a second resist pattern for forming a gate electrode having an opening width W3 wider than the opening width a of the first resist pattern is formed. 9 (FIG. 1(c)).

【0032】その後、本第2の実施例では、第1のスペ
ーサ層6の開孔パターンをマスクにエッチングにより活
性層2内に基板1までは達しない深さのゲートリセス1
1の一部を形成する(図3(a) )。このエッチング
には酒酸系あるいはリン酸系のエッチャントを用いたウ
ェットエッチング法を用いるのが好ましく、例えば、活
性層2の面方位が(100)の場合にはこのエッチング
法を用いることにより、図に示すように、その側壁に(
0 /1 /1)面が露出した順メサ状のリセス11a
が形成される。
Thereafter, in the second embodiment, a gate recess 1 having a depth not reaching the substrate 1 is formed in the active layer 2 by etching using the opening pattern of the first spacer layer 6 as a mask.
1 (Fig. 3(a)). It is preferable to use a wet etching method using a tartaric acid-based or phosphoric acid-based etchant for this etching. For example, when the plane orientation of the active layer 2 is (100), by using this etching method, the on its side wall as shown in (
0 /1 /1) Mesa-shaped recess 11a with exposed surface
is formed.

【0033】さらにフッ酸系のエッチャントを用いたウ
エットエッチングにより、第2のスペーサ層7をマスク
として第1のスペーサ層6の開孔幅をサイドエッチング
により広げる(図3(b) )。
Further, by wet etching using a hydrofluoric acid etchant, the opening width of the first spacer layer 6 is widened by side etching using the second spacer layer 7 as a mask (FIG. 3(b)).

【0034】そして、前記開孔した第1のスペーサ層6
をマスクとして、活性層2の残し厚みが所定の厚み(好
ましくは、1500オングストローム〜2000オング
ストローム)になるまで、再度、酒石酸系あるいはリン
酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングを行い
その内側面が2段のゲートリセス11を完成させる(図
3(c) )。
[0034] Then, the first spacer layer 6 with the openings
Using this as a mask, wet etching is performed again using a tartaric acid-based or phosphoric acid-based etchant until the remaining thickness of the active layer 2 reaches a predetermined thickness (preferably 1500 angstroms to 2000 angstroms). The step gate recess 11 is completed (FIG. 3(c)).

【0035】さらに、フッ酸系のエッチング液を用いた
ウエットエッチングにより第1のスペーサ層6のみを選
択的にエッチングし、その開孔幅W4 がゲート電極形
成用の第2のレジストパターン9の開孔幅W3 より大
きくなるようサイドエッチングする(図3(d) )。
Further, only the first spacer layer 6 is selectively etched by wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution, and the opening width W4 is the same as that of the second resist pattern 9 for forming the gate electrode. Side etching is performed so that the hole width is larger than W3 (FIG. 3(d)).

【0036】その後、全面にショットキーバリアゲート
電極を形成するための金属材料、例えば、基板がGaA
sである場合には、例えばTi/Mo/Al等からなる
アルミニウムを含む多層金属からなるゲート電極用金属
5’を蒸着し(図4(a) )、リフトオフ法により不
要のゲート電極金属5’及び第2のレジストパターン9
を除去する(図4(b) )。
After that, a metal material is used to form a Schottky barrier gate electrode on the entire surface, for example, the substrate is made of GaA.
s, a gate electrode metal 5' made of a multilayer metal containing aluminum such as Ti/Mo/Al is vapor-deposited (FIG. 4(a)), and unnecessary gate electrode metal 5' is removed by a lift-off method. and second resist pattern 9
(Figure 4(b)).

【0037】その後、ドライエッチングにより表面に露
出している第1,第2のスペーサ層6,7を除去してT
形ゲート電極5を得、2段リセスT型ゲート構造のFE
Tを完成する(図4(c) )。
Thereafter, the first and second spacer layers 6 and 7 exposed on the surface are removed by dry etching to form T.
FE with a two-stage recessed T-type gate structure was obtained.
Complete T (Figure 4(c)).

【0038】このような本第2の実施例によれば、上記
第1の実施例と同様に、エッチング速度の異なる第1,
第2のスペーサ層6,7を用い、第1のスペーサ層6の
みを選択的にサイドエッチングし、ゲート電極形成用の
第2のレジストパターンの開孔幅W3 よりもその開孔
幅W4 を大きく形成した後、蒸着・リフトオフ法によ
りT型のゲート電極を形成するようにしたので、T型ゲ
ート電極5と活性層2間に常に、第1のスペーサ層6の
厚み分だけの一定の間隔を確保することができ、ゲート
電極5と活性層2間に誘電体膜による寄生容量が発生す
るのを防止することができる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the first and second embodiments have different etching rates.
Using the second spacer layers 6 and 7, only the first spacer layer 6 is selectively side-etched to make the opening width W4 larger than the opening width W3 of the second resist pattern for forming the gate electrode. After forming the T-shaped gate electrode 5, a T-shaped gate electrode is formed by a vapor deposition/lift-off method, so that a constant distance equal to the thickness of the first spacer layer 6 is always maintained between the T-shaped gate electrode 5 and the active layer 2. Therefore, it is possible to prevent the generation of parasitic capacitance between the gate electrode 5 and the active layer 2 due to the dielectric film.

【0039】さらに、本第2の実施例の製造方法は、上
記第1の実施例の製造方法に、開孔された第1、第2の
スペーサ層6,7をマスクとして活性層2エッチングを
一部行い、その後、第1のスペーサ層をウエットエッチ
ングにより広げ、この第1のスペーサ層の開孔パターン
6をマスクにして活性層2をエッチングしてゲートリセ
ス11を完成し、さらに第1のスペーサ層6をウエット
エッチングによりゲート電極形成用第2のレジストパタ
ーン9の開孔幅より広げる工程を付加するようにしたの
でその内側壁が2段のリセス構造で、しかもT型ゲート
電極が最下段のリセス上に形成されたものを得ることが
できる。これにより、本実施の製法では極簡単な製造工
程の追加のみで上記第1の実施例の1段リセスT型ゲー
トを有するFET構造に比して、素子の高耐圧化を有効
に図れ、高周波領域で高性能な電界効果トランジスタの
構造を得ることができる効果がある。
Furthermore, the manufacturing method of the second embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment, except that the active layer 2 is etched using the opened first and second spacer layers 6 and 7 as masks. After that, the first spacer layer is expanded by wet etching, and the active layer 2 is etched using the opening pattern 6 of this first spacer layer as a mask to complete the gate recess 11. Since we added a step to wet-etch the layer 6 to make it wider than the opening width of the second resist pattern 9 for forming the gate electrode, its inner wall has a two-stage recess structure, and the T-shaped gate electrode is in the bottom row. It is possible to obtain one formed on a recess. As a result, the manufacturing method of this embodiment can effectively increase the withstand voltage of the element compared to the FET structure having the one-stage recessed T-type gate of the first embodiment, by adding an extremely simple manufacturing process, and This has the effect of making it possible to obtain a high-performance field-effect transistor structure in this area.

【0040】なお、以上の実施例では上述の製法を用い
て1段あるいは2段のリセス内にT型ゲート電極が形成
された構造を得るようにしたが、本発明はこの2つの実
施例に限定されるものではなく、T型ゲート電極5の形
成までに、第1のスペーサ層6をマスクとする活性層エ
ッチングを一部の行う工程(図3(a))、第1のスペ
ーサ層6の開孔幅をサイドエッチングにより広げる工程
(図3(b))、この開孔幅を広げた第1のスペーサ層
6をマスクとしてさらに活性層エッチングを行う工程(
図3(d) )を複数回繰り返すことにより、その内側
壁が多段からなるリセス構造内にT型ゲート電極が形成
された、高耐圧,高出力FET構造を得る製法も含むも
のである。
In the above embodiments, the above manufacturing method was used to obtain a structure in which a T-shaped gate electrode was formed in one or two stages of recesses, but the present invention applies to these two embodiments. The process is not limited to, but includes, but is not limited to, a step of partially etching the active layer using the first spacer layer 6 as a mask before forming the T-shaped gate electrode 5 (FIG. 3(a)), a step of etching the first spacer layer 6 a step of widening the opening width by side etching (FIG. 3(b)), and a step of further etching the active layer using the first spacer layer 6 with the widened opening width as a mask (
It also includes a manufacturing method for obtaining a high breakdown voltage, high output FET structure in which a T-shaped gate electrode is formed within a recessed structure whose inner wall has multiple stages by repeating the steps in FIG. 3(d)) several times.

【0041】また、以上の実施例ではGaAs電界効果
トランジスタの製造方法を例に説明したが、本発明はG
aAs電界効果トランジスタの製造のみに限定されるも
のではなく、例えば、高電子移動度トランジスタ(HE
MT)の電極の製造、あるいはマイクロ波モノリシック
IC(MMIC)等の電極の製造にも適用できるもので
ある。
Furthermore, in the above embodiments, the method for manufacturing a GaAs field effect transistor was explained as an example, but the present invention
It is not limited to the production of aAs field effect transistors, for example, high electron mobility transistors (HE
The present invention can also be applied to manufacturing electrodes for MT) or microwave monolithic ICs (MMIC).

【0042】図5は上記第1の実施例による製造方法を
用いて製造された1段リセス内にT型ゲート電極を有す
るHEMT構造を、また、図6は上記第2の実施例によ
る製造方法を用いて製造された2段リセス内にT型ゲー
ト電極を有するHEMT構造を示しており、これらの図
において、図1ないし図4と同一符号は同一または相当
部分を示しており、17は半絶縁性基板、16は該基板
17上に形成されたGaAsバッファ層、14はGaA
sバッファ層16上に形成されたInGaAs層であり
、この上にはn+ −AlGaAs層13が形成され、
InGaAs層14とn+ −AlGaAs層13との
界面のInGaAs層14内には2次元電子ガス層15
が形成されている。また、12はn+ −AlGaAs
層13上に形成されたn+ −GaAs層であり、該n
+ −AlGaAs層13内には1段または2段のリセ
ス11が形成され、該リセス内にT型のゲート電極5が
形成されている。半絶縁性基板17上に、順次、GaA
sバッファ層16,InGaAs層14,n+ −Al
GaAs層13,n+ −GaAs層12を形成した後
、該n+ −GaAs層12上にソース電極3,ドレイ
ン電極4を形成し、その後、それぞれ上記第1の実施例
及び第2の実施例による製造方法(ここではその説明を
省略する)を用いると図5及び図6に示した構造のHE
MTが得られる。
FIG. 5 shows a HEMT structure having a T-shaped gate electrode in a one-stage recess manufactured using the manufacturing method according to the first embodiment, and FIG. 6 shows a HEMT structure manufactured using the manufacturing method according to the second embodiment. In these figures, the same reference numerals as in FIGS. 1 to 4 indicate the same or equivalent parts, and 17 indicates a half. an insulating substrate; 16 is a GaAs buffer layer formed on the substrate 17; 14 is a GaAs buffer layer;
An InGaAs layer formed on the s buffer layer 16, on which an n + -AlGaAs layer 13 is formed,
A two-dimensional electron gas layer 15 is provided within the InGaAs layer 14 at the interface between the InGaAs layer 14 and the n+ -AlGaAs layer 13.
is formed. In addition, 12 is n+ -AlGaAs
An n+ -GaAs layer formed on the layer 13, the n+
A one-stage or two-stage recess 11 is formed in the + -AlGaAs layer 13, and a T-shaped gate electrode 5 is formed in the recess. GaA is sequentially deposited on the semi-insulating substrate 17.
s buffer layer 16, InGaAs layer 14, n+ -Al
After forming the GaAs layer 13 and the n+ -GaAs layer 12, a source electrode 3 and a drain electrode 4 are formed on the n+ -GaAs layer 12, and then the manufacturing according to the first embodiment and the second embodiment, respectively, is performed. By using the method (the explanation thereof is omitted here), the HE of the structure shown in FIGS. 5 and 6 can be obtained.
MT is obtained.

【0043】このようなHEMTにおいても、上記第1
及び第2の実施例による効果と同様に、T型ゲート電極
5と活性層であるn+ −GaAs層12間に、第1の
スペーサ層の厚み分だけの間隔を確保することができ、
ゲート電極5と活性層13間に寄生容量を防止でき、素
子の高耐圧,高出力化を実現できる。
[0043] Also in such HEMT, the above first
Similarly to the effect of the second embodiment, a distance equal to the thickness of the first spacer layer can be secured between the T-type gate electrode 5 and the n + -GaAs layer 12 which is the active layer.
Parasitic capacitance can be prevented between the gate electrode 5 and the active layer 13, and high breakdown voltage and high output of the device can be realized.

【0044】また、上記の実施例では、第1のスペーサ
層6,第2のスペーサ層7に、ともにSiONあるいは
SiNを用いるようにしたが、第1,第2のスペーサ層
の材料はこれに限定されるものではなく、他の材料を用
いても構わない。
Further, in the above embodiment, SiON or SiN is used for both the first spacer layer 6 and the second spacer layer 7, but the materials of the first and second spacer layers may be different from these. The material is not limited, and other materials may be used.

【0045】また、他の各層の膜厚、製法、材料なども
当然ながら上記の実施例のものに限定されるものではな
く、用途に応じて適宜変えればよい。
Furthermore, the film thicknesses, manufacturing methods, materials, etc. of the other layers are, of course, not limited to those of the above embodiments, and may be changed as appropriate depending on the application.

【0046】また、上記の実施例ではGaAs活性層2
としてその面方位が(100)面のものを用い、これを
酒石酸系あるいはリン酸系のエッチャントを用いてリセ
スエッチングし、側壁に(0 /1 /1 )面が露出
した順メサ状のリセスを形成するようにしたが、このリ
セスの形状は用いる活性層の面方位,エッチャントに依
存して変化するものであり、上記実施例に示した形状に
限定されるものではない。
Furthermore, in the above embodiment, the GaAs active layer 2
Using a surface with a (100) orientation as a surface, recess etching was performed using a tartaric acid-based or phosphoric acid-based etchant to form a mesa-shaped recess with the (0 /1 /1) surface exposed on the side wall. However, the shape of this recess changes depending on the surface orientation of the active layer and the etchant used, and is not limited to the shape shown in the above embodiment.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、上層のス
ペーサ層の方が下層のスペーサ層よりエッチングレート
の小さい2層のスペーサ層を用い、ゲートリセス形成後
下層のスペーサ層をゲート電極上部幅より広くサイドエ
ッチングしてゲート電極金属を蒸着・リフトオフしゲー
トリセス内にT形ゲートを形成し、さらに、スペーサ層
をドライエッチング除去するようにしたので、素子の完
成後、T型ゲート電極と活性層との間に常に所定の間隔
を確保することができ、これにより、T型ゲート電極と
活性層間の寄生容量を防止でき、ゲート長の短縮とゲー
ト抵抗の低減が有効に図れ、高周波特性の良好なものが
制御性,再現性よく得られるという効果がある。
As described above, according to the present invention, two spacer layers are used, the upper spacer layer having a lower etching rate than the lower spacer layer, and after the gate recess is formed, the lower spacer layer is attached to the top of the gate electrode. The T-shaped gate was formed in the gate recess by side etching wider than the width, depositing and lifting off the gate electrode metal, and then removing the spacer layer by dry etching, so that after the device was completed, the T-shaped gate electrode and active A predetermined distance can always be maintained between the T-type gate electrode and the active layer, thereby preventing parasitic capacitance between the T-type gate electrode and the active layer, effectively shortening the gate length and reducing gate resistance, and improving high frequency characteristics. This has the effect that good results can be obtained with good controllability and reproducibility.

【0048】また、本発明によれば、開孔された上層,
下層スペーサ層をマスクとして活性層エッチングを一部
行い、その後下層側のスペーサ層をウエットエッチング
により広げ、下層スペーサ層の開孔パターンをマスクに
して活性層をエッチングしてゲートリセスを形成し、さ
らに下層側のスペーサ層をウエットエッチングによりゲ
ート電極形成用レジストパターンより広げる工程を付加
し、下層スペーサ膜によりリセス構造を制御して多段の
リセス構造を得るようにしたので、上述の効果に加えて
さらにゲート・ソース間抵抗(Rs)の増加を抑制して
の高耐圧化が図れる構造を得ることができ、高周波領域
で高性能なものを制御性,再現性よく提供できるという
効果がある。
[0048] According to the present invention, the perforated upper layer,
Part of the active layer is etched using the lower spacer layer as a mask, then the lower spacer layer is expanded by wet etching, the active layer is etched using the opening pattern of the lower spacer layer as a mask to form a gate recess, and then the lower spacer layer is etched. We added a step to widen the side spacer layer from the resist pattern for gate electrode formation by wet etching, and controlled the recess structure using the lower spacer film to obtain a multi-stage recess structure. - It is possible to obtain a structure that can achieve high breakdown voltage by suppressing the increase in source-to-source resistance (Rs), and has the effect of providing high performance in a high frequency region with good controllability and reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す工程断面図である。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
により製造されたHEMTの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a HEMT manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例による半導体装置の製造方
法により製造されたHEMTの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a HEMT manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図7】従来方法による半導体装置の製造方法を示す工
程断面図である。
FIG. 7 is a process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    基板 2    活性層 3    ソース電極 4    ドレイン電極 5    ゲート電極 6    第1のスペーサ層 7    第2のスペーサ層 8    第1のレジストパターン 9    第2のレジストパターン 11  ゲートリセス 7’  第2のスペーサ層の残り 12  n+ GaAs層 13  n+ AlGaAs層 14  InGaAs層 15  2次元電子層 16  GaAsバッファ層 17  半絶縁性基板 1    Substrate 2 Active layer 3 Source electrode 4 Drain electrode 5 Gate electrode 6 First spacer layer 7 Second spacer layer 8 First resist pattern 9 Second resist pattern 11 Gate recess 7’ Remaining second spacer layer 12 n+ GaAs layer 13 n+ AlGaAs layer 14 InGaAs layer 15 Two-dimensional electronic layer 16 GaAs buffer layer 17 Semi-insulating substrate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  活性層が形成された下地基板上にソー
ス電極,ドレイン電極を形成する工程、ウエハ全面に第
1のスペーサ層を形成するとともに、該第1のスペーサ
層上に第1のスペーサ層によりエッチングレートの小さ
い第2のスペーサ層を形成する工程、前記第1,第2の
スペーサ層開孔用の第1のレジストパターンを形成する
工程、該第1のレジストパターンをマスクに前記第1,
第2のスペーサ層を同じエッチング速度でエッチングす
る工程、前記第1のレジストパターン除去後、該第1の
レジストパターンより広い開孔幅を有するゲート電極形
成用の第2レジストパターンを形成する工程、前記開孔
された第1,第2のスペーサ層をマスクとして活性層エ
ッチングを行いゲートリセスを形成する工程、前記第1
のスペーサ層をエッチングし、その開孔幅を前記第2レ
ジストパターンの開孔幅より広げる工程、全面にゲート
電極形成用金属を蒸着し、不要のゲート電極形成用金属
をリフトオフにより除去する工程、エッチングによりゲ
ート電極周囲の前記第1,第2のスペーサ層を除去して
ゲート電極を完成させる工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a source electrode and a drain electrode on a base substrate on which an active layer is formed, forming a first spacer layer on the entire surface of the wafer, and forming a first spacer layer on the first spacer layer. forming a second spacer layer with a smaller etching rate; forming a first resist pattern for forming holes in the first and second spacer layers; 1,
etching a second spacer layer at the same etching rate; after removing the first resist pattern, forming a second resist pattern for forming a gate electrode having an opening width wider than that of the first resist pattern; forming a gate recess by etching the active layer using the opened first and second spacer layers as a mask;
etching the spacer layer and making the opening width wider than the opening width of the second resist pattern; depositing a gate electrode forming metal on the entire surface; and removing unnecessary gate electrode forming metal by lift-off; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of removing the first and second spacer layers around the gate electrode by etching to complete the gate electrode.
【請求項2】  活性層が形成された下地基板上にソー
ス電極,ドレイン電極を形成する工程、ウエハ全面に第
1のスペーサ層を形成するとともに、該第1のスペーサ
層上に第1のスペーサ層によりエッチングレートの小さ
い第2のスペーサ層を形成する工程、前記第1,第2の
スペーサ層開孔用の第1のレジストパターンを形成する
工程、該第1のレジストパターンをマスクに前記第1,
第2のスペーサ層を同じエッチング速度でエッチングす
る工程、前記第1のレジストパターン除去後、該第1の
レジストパターンより広い開孔幅を有するゲート電極形
成用の第2レジストパターンを形成する工程、前記開孔
された第1,第2のスペーサ層をマスクとして活性層エ
ッチングを一部行う工程、前記第1のスペーサ層の開孔
幅をエッチングにより広げる工程、前記第1のスペーサ
層の開孔パターンをマスクにして活性層をエッチングし
、ゲートリセスを形成する工程、前記第1のスペーサ層
をエッチングし、その開孔幅を前記第2のレジストパタ
ーンの開孔幅より広げる工程、全面にゲート電極形成用
金属を蒸着し、不要のゲート電極形成用金属をリフトオ
フにより除去する工程、エッチングによりゲート電極周
囲の前記第1,第2のスペーサ層を除去してゲート電極
を完成させる工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
2. A step of forming a source electrode and a drain electrode on the base substrate on which the active layer is formed, forming a first spacer layer on the entire surface of the wafer, and forming a first spacer layer on the first spacer layer. forming a second spacer layer with a smaller etching rate; forming a first resist pattern for forming holes in the first and second spacer layers; 1,
etching a second spacer layer at the same etching rate; after removing the first resist pattern, forming a second resist pattern for forming a gate electrode having an opening width wider than that of the first resist pattern; a step of partially etching the active layer using the opened first and second spacer layers as a mask, a step of widening the opening width of the first spacer layer by etching, and opening of the first spacer layer. a step of etching the active layer using the pattern as a mask to form a gate recess; a step of etching the first spacer layer to make the opening wider than the opening width of the second resist pattern; and forming a gate electrode over the entire surface. The method includes the steps of depositing a forming metal, removing unnecessary gate electrode forming metal by lift-off, and removing the first and second spacer layers around the gate electrode by etching to complete the gate electrode. A method for manufacturing a featured semiconductor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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